Запасы воды |
Акция1! - При первом заказе воды от 3 бутылей - 1 бутыль в подарок!                      Акция2! - При первом заказе воды от 5 бутылей получаете помпу и бутыль в подарок!

Запасы воды

Запасы воды

Данные о количестве и разнообразии рек и озер имеют в значительной мере общий, познавательный интерес. Они мало что говорят о количестве воды, которым располагает наша страна для удовлетворения многообразных потребностей народного хозяйства. Водные ресурсы, очевидно, нельзя оценивать по количеству рек и озер. Река реке рознь, а озеро озеру тем более. Нужны какие-то иные, более определенные количественные показатели.

Для этой цели используются, как сказано было выше, два понятия: «статические запасы» (будем называть их далее просто запасы) и «возобновляемые водные ресурсы», или, короче, водные ресурсы. Попытаемся теперь количественно оценить их величины для территории Росии.

Для того чтобы определить запасы воды, очевидно, необходимо подсчитать, сколько воды единовременно находится в озерах, реках, ледниках и в толще почвогрунтов. Сделать нечто вроде мгновенной объемной фотографии. При огромном количестве водных объектов, исчисляемом миллионами, провести такой подсчет, так сказать, поштучно практически невозможно, так как еще далеко не все реки и озера изучены.

Наиболее просто и достаточно точно определяются запасы воды в крупных озерах, которые хорошо изучены. Для них имеются батиметрические карты (карты глубин). Если к озерам отнести Каспийское и Аральское моря, то запасы, заключенные в 18 крупнейших озерах России, составят весьма внушительную цифру — свыше 104 400 км3 (табл. 3). Однако если взять лишь только пресные озера, то эта цифра значительно меньше — всего около 1/4 объема воды крупных озер, или около 24 500 км3.

Запасы воды в остальных озерах (площадью менее 1000 км2), число которых, как это было показано в табл. 2, достигает без малого 3 миллионов, могут быть определены лишь приближенно, исходя из размеров площади и значения средней глубины по каждой отдельной группе водоемов, например: менее 1 км2 — глубина 2 м, от 1 до 10 км2 — 5 м, от 10 до 100 км2 — 10 и от 100 до 1000 км2 — 20 м.

Умножая суммарные площади зеркала озер каждого класса на средние их глубины, получим, что запасы воды во всех озерах площадью зеркала менее 1000 км2 составляют около 3000 км3. Таким образом, суммарный объем запасов воды пресных крупных и всех остальных многочисленных озер составит около 27 500 км3, причем в 12 крупнейших пресных озерах России сосредоточено 88% этого объема; только в одном Байкале — гюлее 82% вековых запасов воды пресных озер России.

Значительно сложнее определить запасы воды в реках, особенно малых, число которых, весьма велико. К тому же объем воды в реках непрерывно меняется во времени, во много раз быстрее, чем в озерах. Необходимо, следовательно, условиться, к какой фазе режима его отнести (обычно относят к межени). Для определения объема воды в руслах рек, помимо количества и протяженности речных потоков, необходимо еще знать ширину и глубину
каждой реки. Таких данных по большинству рек не имеется. Необходим поэтому какой-то косвенный подход. В этом существенную помощь могут оказать установленные закономерности изменения характеристик русловых потоков (их ширины и глубины) в зависимости от их класса, или категории длин.

Исследования, проведенные Н. А. Ржанициным, показали, что каждое звено, или класс, речной сети характеризуется не только определенной средней длиной, но также шириной и глубиной водного потока. Принимая средние значения ширин и глубин потока для рек разного класса и умножая полученные таким образом средние площади поперечного сечения русел на суммарную длину рек каждого класса, получим, что объем воды, находящейся единовременно в руслах всех рек России в мсженний период, равен примерно 200 км3 (менее 1% запасов воды в пресных озерах). При среднем годовом уровне он достигает 475 км3.

В гидрологии есть и другие способы определения объема воды, находящегося в руслах рек. Для этого используют, например, данные о средних меженних (или годовых) расходах воды рек каждого класса. Умножая средние величины расходов воды в межень на время (количество секунд), необходимое для перемещения (добегания) воды по длине водотока, также можно получить объем, заключенный в руслах рек. Расчет, выполненный таким образом, в общем подтверждает приведенные выше величины запасов воды в реках.

Для определения запасов воды в ледниках, очевидно, необходимо знать их площадь, среднюю мощность и плотность льда. По данным гляциологов, общая площадь современного оледенения на территории России — 78 869 км2.

Наибольшие запасы пресных вод законсервированы в виде ледниковых покровов на островах Арктики. Площадь оледенения здесь достигает 55 000 км2, а объем воды— 11 785 км3. Это составляет почти половину (43%) объема статических запасов в пресных озерах и руслах рек, но всего 0,05% от запасов воды в Антарктиде (24 млн. км ).
Основная масса воды в Арктике сосредоточена на островах Новая Земля, Северная Земля и Земля Франца-Иосифа.

Горные ледники в России занимают площадь около 20 тыс. км2, а объем заключенной в них воды — 1171 км3, что составляет примерно 10% запасов воды в ледниках Арктики, но в 6 раз больше статических запасов воды в руслах рек в межень.

Главными центрами современного горного оледенения являются Средняя Азия (Памир, Тянь-Шань), Кавказ и Алтай. Здесь сосредоточена основная масса ледников, объем поды которых составляет 91% суммарных запасов воды всех горных ледниковых районов стран СНГ. На Памире суммарная площадь ледников составляет 8,04 тыс. км2, а объем воды — 483 км3, на Тянь-Шане соответственно — 6,90 тыс. км2 и 473 км3, на Кавказе — 1,43 тыс. км2 и 72 км3 и на Алтае — 0,60 тыс. км2 и 40 км3. В других горных районах стран СНГ площадь оледенения сравнительно невелика: в Восточной Сибири — 0,40 тыс. км2, на Камчатке и Корякском нагорье — 1,51 тыс. км2. Небольшие ледники встречаются в Саянах и на Северном Урале.

Сложно определить количество воды в почвенно-грунтовой толще ввиду чрезвычайно большой пестроты удельной влагоемёкости грунтов (количество воды в единице объема грунта) н неопределенности нижней границы подземных вод. Выполнить такие расчеты можно, очевидно, с рядом более или менее правдоподобных допущений.

К запасам подземных вод обычно относят объем гравитационной воды (движение которой совершается под влиянием силы тяжести), содержащейся в порах и трещинах водонасыщенной толщи земной коры. Величина этих запасов определяется как произведение объема, который занимает водоносный горизонт, на его водоотдачу (способность почвогрунта, насыщенного водой, отдавать часть воды при опускании уровня подземных вод называемую также эффективной пористостью).

В качестве нижней границы подземных вод при расчете их запасов условно принимается абсолютная отметка —2000 м. При этом учитывается изменение эффективной пористости с глубиной по вертикальным зонам, различающимся по интенсивности водообмена.

Величины пористости принимаются (по А. Ф. Макаренко) равными: для верхней зоны активного водообмена (выше местного базиса эрозии)— 15%; для средней зоны, сравнительного слабого водообмена (ниже первой зоны до уровня абсолютных отметок океана),— 12%; для нижней зоны ^медленного водообмена (от уровня океана до уровня с абсолютной отметкой —2000 м)—5%.

Основной объем запасов воды приходится на долю подземных вод, находящихся в порах земной коры. Но это, конечно, существенно иные запасы и их не совсем правильно сопоставлять с запасами поверхностных вод. Прежде чем использовать подземные воды, надо еще «извлечь» их из вмещающих пород. Относительно скромны запасы воды в озерах и ледниках и совсем незначительны — в руслах рек. Но, как это ни странно на первый взгляд, именно русловые воды имеют наибольшее значение в водном хозяйстве, являясь главным источником воды для удовлетворения потребностей общества.

Одной из важнейших причин тому являются различия в продолжительности возобновления отдельных видов вод. Как известно, природные воды едины. Деление их на озерные, речные, ледниковые или подземные, статические и возобновляемые весьма условно. В процессе круговорота все они связаны между собою и переходят одни в другие.

Основным, единым для всех видов вод, так сказать, исходным звеном их круговорота являются атмосферные осадки. Они питают и озера, и реки, и ледники, и подземные воды. Реки, в свою очередь, питают озера, а подземные воды и ледники питают реки и озера.

Каждый вид природных вод непрерывно расходуется и возобновляется. Однако продолжительность возобновления существенно различна. Наиболее динамичны речные воды. При их небольшом объеме, они возобновляются примерно каждые 16 суток, т. е. в течение года более 20 раз.

Глубокие подземные поды и горные ледники возобновляются лишь в течение времени, исчисляемого многими сотнями лет. Потому они и называются статическими, или вековыми. Продолжительность возобновления озерных вод сильно зависит от объема воды в каждом озере.

В среднем (если взять все озера) они возобновляются в течение приблизительно 100 лет, а в таких озерах, как Каспий или Байкал,— 200—300 лет.

В темпах и продолжительности возобновления и заключаются коренные различия и вместе с тем связь статических запасов воды и возобновляемых водных ресурсов. Статические запасы воды — это, в сущности, чрезвычайно медленно возобновляемые водные ресурсы, а возобновляемые ресурсы — это быстро возобновляемая часть статических запасов воды. Это определение выглядит гидрологическим каламбуром. Но что делать: так уж устроена природа. В ней все взаимосвязано, и это особенно отчетливо проявляется в единстве и взаимосвязи природных под. Используя возобновляемые водные ресурсы (безвозвратно), в сущности, мы используем статические запасы воды. Например, забирая воду из рек внутренней бессточной области, мы тем самым срабатываем вековые запасы воды внутренних морей. К сожалению, эту простую истину до недавнего времени не всегда учитывали.

Развивая орошение, т. е. увеличивая безвозвратное водопотребление, надеялись сохранить внутренние бессточные водоемы, так сказать, в первозданном виде. По элементарным законам физики это, очевидно, невозможно без заимствования воды извне — из других бассейнов. Но подробнее об этом будет ниже разговор особый.